2022幕墙三维扫描数字技术标准

幕墙三维扫描数字技术标准（2022） 11目次总则 1术语 2基本规定 3三维扫描 4一般规定 4激光扫描 4倾斜摄影 8数据转化与共享应用 11一般规定 11数据转化 11共享应用 11附录A激光扫描流程 13附录B倾斜摄影流程 15条文说明 16总则22术语幕墙三维扫描3Dscanningofcurtainwall幕墙三维扫描是指通过激光扫描、倾斜摄影等技术，对建筑空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得建筑表面的三维数字信息。激光扫描laserscanning通过设备发射和接收激光以获取被测物体表面三维坐标、反射光强度等信息的非接触式主动测量技术。倾斜摄影obliquephotography通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取目标三维坐标信息。点云pointcloud通过三维扫描得到建筑表面点数字信息的集合。点间距distancebetweenpoints点云中两点之间的空间距离。特征点featurepoint通过确定的规则或算法从点云数据中识别具有几何特性的点。标靶target用一定材质制作的具有规则几何形状的标志，该类标志在点云中能够很好地被识别和量测，从而可以用于点云数据质量检查及点云配准等工作。测回observationset根据仪器和观测条件等因素的不同，统一规定由若干单次观测组成的观测单元，一次正镜（或正向）测量和一次倒镜（或反向）测量，称为一个测回。点云配准pointcloudregistration把不同站点获取的点云数据拼接到同一坐标系的过程。aerialtriangulation倾斜影像空三是指解算相机参数、影像位置和姿态，以及加密点三维坐标的过程。倾斜影像空三整体流程主要分为影像特征点提取与匹配、构建自由网以及带控制数据的倾斜影像光束法区域网平差的三个步骤。 33基本规定幕墙三维扫描数据存储格式应具备兼容性。幕墙三维扫描应预先设定坐标系统。幕墙三维扫描作业的日期应采用公元纪年，时间宜采用北京时间。幕墙三维扫描设备应经专业计量检定机构校验合格，并在校准有效期内使用。当出现仪器受损、数据异常等情况时，应进行重新校准。44三维扫描一般规定幕墙三维扫描应规范前期准备、信息采集、数据处理、成果提交等流程。幕墙三维扫描应避免较大灰尘、风、雾、霾、雨、雪等作业环境。幕墙三维扫描应确保人员和设备安全。幕墙三维扫描应根据项目需求选用激光扫描、倾斜摄影或两者结合的扫描方式。激光扫描4.2.14.2.1三维激光扫描流程4.2.1的要求。表4.2.1三维激光扫描点云精度等级拼接偏差（mm）标靶拟和偏差(mm)特征点间距偏差（mm）一等≤1.0≤0.5≤2.0二等≤4.0≤1.0≤5.055激光扫描前期准备应符合下列要求：收集、熟悉、分析相关测区资料。检查扫描作业相关设备，确保完好。合理配置作业人员并进行安全技术交底。进行现场踏勘，熟悉周边环境，明确作业范围、控制点分布情况与通视条件，制定可行的激光扫描作业方案。激光扫描信息采集的控制网应整体设计，分级布设，并应符合下列规定：控制网应根据测区内已知控制点的分布、现场环境、扫描目标物的分布和精度要求，确定等级，设计网形。控制网布设应满足扫描站布测和标靶布测需求，并对控制点编号。控制网应覆盖扫描区域。当采用分区扫描作业时，控制网应对各区的点云数据配准建立联系，避免累积误差。控制点宜选在主要扫描目标物附近且视野开阔的地方。小区域或单体目标物扫描时，可通过标靶进行闭合，不布设控制网。激光扫描标靶应按扫描设备的要求进行布设，并应符合下列规定：标靶应在扫描范围内均匀布置且高低错落，应确保不受振动或遮挡影响。310m。标靶存在反射涂层缺失严重或变形、开裂等损坏情况时，应更换标靶。测量标靶三维坐标时，应在同一控制点上施测两测回，或在不同控制点上施测两次以上取平均值。激光扫描测量站点的布设应符合下列要求：测量站点应设置在视野开阔、地面稳定且通视条件好的安全区域。测量站点扫描范围应覆盖整个扫描目标物，均匀合理布设。目标物结构复杂、通视困难或线路有转折的情况应适当增加测量站点。必要时可搭设稳定安全的平台架设测量站点。激光扫描点云数据采集应满足下列要求：扫描作业前应将仪器放置在观测环境中进行仪器预热或静置到温度平衡。66按项目需求设置激光扫描仪的采集点间距或分辨率，相邻扫描测量站的采集有效30%。宜根据项目名称、扫描日期、测量站号等信息命名测量站点，存储扫描数据，并在平面图或草图上标注测量站点位置。设有标靶的测量站点应进行标靶的识别与精确扫描。扫描过程中出现断电、死机、仪器位置变动等异常情况时，应初始化扫描仪，重新扫描。扫描作业结束后，应将扫描数据导入电脑，检查点云数据覆盖范围完整性、标靶数据完整性和可用性。对缺失和异常的数据，应及时补扫。激光扫描纹理图像采集应符合下列规定：全景图像的拍摄角度应保持镜头正对目标面。无法正面拍摄全景图像时，应先拍摄部分全景，再逐个正对拍摄，后期合成。宜在较为柔和的光线下进行拍摄，不宜在能见度过低或光线过暗时拍摄，避免逆光拍摄。30%。采集图像时应绘制图像采集点分布示意图。纹理颜色有特殊要求时可使用色卡配合拍摄。激光扫描根据作业方法，可选择控制点、标靶、特征地物点等进行点云数据配准，应符合下列规定：34独立检查核验点的个数应符合项目配准要求。20%。激光扫描的坐标系转换应符合下列规定：32小范围或单一扫描目标物可采用一个已知控制点和一个已知方位进行坐标系转换。激光扫描点云数据应依据项目需求及电脑配置进行降噪与抽稀，并符合下列规定：77点云数据中脱离扫描目标物的异常点、孤立点等应采用滤波或人机交互进行降噪处理。点云数据抽稀应不影响目标物特征识别与提取。激光扫描的图像数据处理应包括图像色彩调整、变形纠正、图像配准、格式转换，并应符合下列规定：图像出现曝光过度、曝光不足、阴影、相邻图像间的色彩差异等现象时，应进行调整，保持图像反差适中、色彩一致。使用色卡时，应参照色卡进行色彩调整。因视角或镜头畸变引起变形影响使用时，应对图像的变形部分作纠正处理。图像配准时，应保证图像细节表现清晰，无配准镶嵌缝隙。处理后的图像应与实际情况相符，真实反映材质的图案、质感、颜色及透明度。宜将处理后的图像转换为通用的文件格式。激光扫描的彩色点云制作，选择点云对应的图像数据，根据相机与扫描仪的姿态参数对点云进行操作，制作完成的彩色点云在图像重叠区域应无明显色彩差异。激光扫描点云数据的质量要求：点云数据应完整且特征不应缺失。30%。点云数据的密度应满足后期使用的要求，特殊位置或细节部分不应进行数据抽稀。点云特征点的相对精度应满足项目使用要求。点云颜色信息与实际情况应保持一致。激光扫描的成果提交应包括以下内容：项目概况；标靶布设与测量资料；控制测量与计算资料；扫描数据原始记录；数据处理记录；相应格式点云数据；点云数据逆向模型；88其它相关资料。倾斜摄影4.3.1图4.3.1倾斜摄影三维建模工作流程994.3.2表4.3.2数据等级对应的影像分辨率数据等级一二三四五六分辨率（cm）1+摄影测量补拍135810注：补拍为采取轻型无人机或者手持相机，对建筑细节、遮挡地方进行补拍及采集临近地面底层数据，处理时采取数据融合手段增强模型效果。倾斜摄影前期准备应符合下列要求：收集、熟悉、分析相关测区资料。检查作业相关设备，确保无人机、遥控设备以及摄影设备等完好。利用专业软件进行航线设计，其相对航高、地面分辨率及物理像元尺寸满足三角比例关系。准备测绘相关资料，配置作业人员及相关设备，完成必要的空域申请。进行现场踏勘，熟悉周边环境，明确测区范围，划分分区，制定可行的倾斜摄影航飞方案。倾斜摄影信息采集包括图片采集和像控点采集。倾斜摄影信息采集中像控点的布设应符合下列要求：像控点应易于判读、便于联测；尽量选取高程变化小的地方；颜色应使其与周围地形地貌具有较大的反差；2090之间；6倾斜摄影的航线应符合下列要求：75%；航线应按摄区走向直线设置，平行于摄区边界线的首末航线必须确保侧视镜头能获得测区有效影像。采用双镜头布设航线时，需进行往返飞行，保证多角度获取倾斜摄影影像。1010倾斜摄影的影像采集应符合下列要求：按规划路线实施航拍，采集符合重叠度要求的多角度影像。影像重叠度、倾角、旋角、摄区边界等符合设计要求；飞行姿态横滚角允许偏差应为±5°；飞行姿态俯仰角允许偏差应为±5°；飞行姿态航向角允许偏差应为±4°；影像俯仰角偏差允许偏差应为±5°；航线弯曲度偏差允许偏差应为±5°；影像清晰，细节完整，影像拼接处过渡自然，不影响像控点观测；影像色彩饱和度适中，应无暗影、模糊和光晕。航摄过程中出现的漏洞及其它严重缺陷应及时补摄。漏洞补摄应按原设计航线进行，补摄航线的长度应满足三维实景建模倾斜影像获取的要求，且应超出漏洞外一条基准线。倾斜摄影数据输出格式应符合下列要求：点云数据输出格式为：ASC、PTX、TXT、XYZ影像图片输出格式为：TIFF、JPEG几何模型输出格式为：STL、OBJ、PLY带纹理模型输出格式为：OBJ、WRL、3DS倾斜摄影成果提交应包含下列内容：项目概况。原始影像与像控点成果。航飞质检表、空三计算报告、质检报告。技术设计、项目总结相关资料。三维模型成果及附属成果。其它相关资料。1111数据转化与共享应用一般规定数据转化应满足安全、稳定、易读取、可追溯等要求。数据转化格式应具有通用性、兼容性。数据转化应满足数据的完整性以及准确性。数据转化应采用统一的坐标系统。数据转化前后的精度应保持一致。数据转化应保证模型细节表达合理性。数据转化数据转化内容应包括模型制作、信息融合。规则模型制作应符合下列要求：可利用点云数据或点云数据生成的平面图、立面图、剖面图进行交互式建模；对于球面、弧面、柱面、平面等规则几何体应根据点云数据拟合模型。不规则模型制作应符合下列要求：通过点云构建三角网模型，采用孔填充、边修补、简化、细化、光滑处理等方法优化三角网模型；表面为光滑曲面的可采用曲面片划分、轮廓线探测编辑、曲面拟合等方法生成曲面模型。数据转化过程中应保留实际物体的几何信息和属性信息。共享应用共享部件元素应根据构件类型设置统一的命名规则。共享部件元素应根据构件类型保存于对应的图层，方便查找、管理。5.3.31212表5.3.3构件类型对应图层名称专业类别构件类型图层名称幕墙专业立柱GX-立柱横梁GX-横梁附框GX-附框扣盖/压板GX-扣盖/压板面板GX-GX-GX-胶条GX-胶条预埋件GX-预埋件转接件GX-转接件土建结构主体结构柱GX-主体结构柱主体结构梁GX-主体结构梁主体结构板GX-主体结构板共享模型应可扩展。共享模型应包含数字化标识信息，数字化标识符合《幕墙共享设计技术标准》T/SCSISH0001-2021STEP1313附录A激光扫描流程三维激光扫描作业流程主要有作业准备、点云数据采集、点云数据处理、点云数据逆向建模四大方面。作业准备收集、熟悉、分析相关项目资料。检查所需要的测量设备及测量工具，如全站仪、三维激光扫描仪、水准仪、测量棱镜、卷尺等等。作业人员配置及安全培训。熟悉周边环境，进行现场踏勘，明确作业范围、控制点分布情况与通视条件，制定作业合适的三维扫描作业方案。点云数据采集在进行点云数据采集时，各仪器型号操作略有差别，本附录以使用FARO仪器的三维扫描为例：并锁定三脚架的所有支架，检查三脚架的调节装置是否已经锁定，并且每个支架的长度相等；确保地面表面平整，固定三脚架的支架。出扫描仪，安装到三脚架上，确保安全固定；试着轻轻抬起扫描仪来测试扫描仪是否已经被正确锁定到位；插入SDSD，SDSD设置扫描参数：按下参数按钮，设置扫描的分辨率和质量，分辨率一般设置为1/533360°。设置文件路径：按下选择配置文件，在配置文件中根据项目名称、扫描日期、测量站点等信息命名存储文件名称，格式为英文字母加数字，并在平面图或者草图上标1414记测量站点的位置；修改初始测量站点编号为1。开始采集：点击开始菜单按钮，设备自动开始采集数据。在扫描过程中如果出现断电、死机、仪器位置变动等异常情况时，需要初始化扫描仪并重新扫描；在扫描结束后，应将数据导入电脑，检查点云数据覆盖完整性、标靶数据完整性和可用性，缺少和异常数据应及时补扫。点云数据处理点云数据处理流程包括点云数据配准、坐标系转换、降噪与抽稀、图像数据处理、彩色点云制作。SD靶标记功能，识别标靶，将相邻测量站点的数据先基于俯视图配准，再基于标靶配准。为了提高配准精度，可使用二次精确配准。执行配准后，可输出配准精度报告。坐标系转换：经过数据配准后，将点云数据转换为三维模型所使用的坐标系。CSVFAROSCENE基准数据，然后将点云数据中对应控制点的标靶数据与之配准，进行坐标转换。对于狭长位置数据，采用分段坐标转换。降噪与抽稀：扫描仪获取的点云数据量比较大，应先对点云数据进行处理，删除一些没有联系的点云数据或冗余点云数据。图像数据处理：激光扫描的图像数据处理应包括图像变形纠正、色彩调整、图像配准、格式转换等。特殊情况下，可以结合专业的图像软件进行处理。彩色点云制作：在点云处理软件中，对于已经处理好的点云与图像，可以一键将颜